Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hosein Fathi,Kaivan Raissi,Mohmmad ali Golozar
محمدحسين فتحي (استاد مشاور) کيوان رئيسي (استاد راهنما) محمدعلي گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Elham Setare
الهام ستاره

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Electrodeposition of nanostructured zirconia film on AISI 316L stainless steel and its corrosion resistance behaviour
Thin film of zirconia (ZrO 2 ) was prepared onto mechanically polished and electrochemically prepared surfaces of 316L stainless steel by direct and pulse current. Electrodeposition process was performed at ambient temperature. Current density used was 1.7 mA.cm -2 . After that, the electrodeposits were annealed at 400 °C for 2h. X-ray diffraction patterns obtained indicated that the ZrO 2 coatings were nanocrystaline with a tetragonal crystallographic structure. Grain size of the coatings determined by Sherier equation were 19 and 9 nanometer for direct and pulse current, respectively. Scanning electron microscopy investigation showed that the surface preparation have no significant effect on the morphology of coatings. However, the nature of current (i.e. Ac or Dc) has a significant effect on electrodeposition process. The coatings produced by direct current showed a heterogeneous structure having a “crack mud” appearance. Conversely, pulse current produced a more uniform and dense coating with a smaller grain size. EDS results indicated that in all conditions, ZrO 2 coatings cover the entire surface. Cross sections of the coatings deposited by pulse current showed a uniform mean thickness of 1.5 µm on all specimens. In order to evaluate the corrosion performance of coatings, Tafel and cyclic polarization tests were performed in 3.5% NaCl solution. Results obtained revealed that surface preparation has a significant effect on corrosion behavior. Coatings produced by pulse current had higher corrosion resistance acting as a barrier coating due to its uniform and dense morphology. Pulse coatings provided a passive behavior observed on the Tafel polarization plots. The ZrO 2 coatings produced on electrochemically prepared surfaces showed a very small passive region on the anodic Tafel polarization curves. This is believed to be due to the effect of surface preparation. EIS data obtained from ZrO 2 coatings showed that pulse coatings can behave as a physical barrier for corrosion. It was observed that the pulse coatings produced on mechanical polished substrate could prevent the pitting corrosion. Pulse coatings have a good adhesion to substrate. Key Word Zirconia; nanostructure; electrodeposition; stainless steel; corrosion resistance
چکيده در اين تحقيق، پوشش نانوکريستال زيرکونيا (ZrO 2 ) به روش رسوب‌الکتريکي توسط جريان مستقيم و پالس بر روي زيرلايه فولاد زنگ‌نزن 316ال با آماده‌سازي سطح مکانيکي و الکتروشيميايي رسوب داده شد. پوشش‌دهي در دماي محيط و تحت چگالي جريان ثابت mA.cm -2 7/1 انجام شد. نتايج نشان داد که پوشش‌هاي حاصله در تمام موارد زيرکونيا با ساختار تتراگونال بودند. اندازه دانه در حالت استفاده از جريان مستقيم 19 و در حالت جريان پالس 9 نانومتر محاسبه شد. بررسي مورفولوژي و ريزساختار پوشش‌ها نشان داد که در حالي‌که نحوه آماده‌سازي سطح تأثير چنداني بر مورفولوژي پوشش ندارد، نوع جريان استفاده شده در فرايند رسوب‌الکتريکي اثر قابل توجهي دارد. پوشش‌هاي حاصل از جريان پالس متراکم‌تر و يکنواخت‌تر با مورفولوژي ريزتر بودند. نحوه توزيع عناصر توسط روش طيف سنجي تفکيک انرژي (EDS) بررسي شد و مشخص گرديد که در تمام موارد کل سطح با لايه‌اي از زيرکونيا پوشانده شده‌است. مقطع عرضي نمونه نشان داد که ضخامت پوشش در حدود 5/1 ميکرون مي‌باشد. به منظور بررسي رفتار خوردگي، آزمون‌هاي پلاريزاسيون تافل و سيکلي در محيط 5/3% کلريد سديم انجام شد و مشخص گرديد که نحوه آماده‌سازي سطح و مورفولوژي پوشش نقش مهمي بر رفتار خوردگي دارند. پوشش حاصل از جريان پالس به دليل داشتن مورفولوژي متراکم‌تر، عملکرد حفاظتي بهتري ارائه نمود. آماده سازي مکانيکي سطح نتيجه بهتري از نظر مقاومت به خوردگي نشان داد. آزمون طيف‌سنجي امپدانس الکتروشيميايي (EIS) نيز نشان داد که پوشش حاصل از جريان پالس، بر خلاف پوشش حاصل از جريان مستقيم، مي‌تواند به عنوان سد فيزيکي در برابر خوردگي عمل کند. نتايج نشان داد که پوشش تشکيل شده با جريان پالس بر روي زيرلايه با آماده‌سازي مکانيکي، در برابر حفره‌دار شدن مقاوم است. همچنين پوشش‌هاي حاصل از جريان پالس چسبندگي خوبي به زيرلايه فولادي دارند. کلمات کليدي: زيرکونيا؛ نانوساختار؛ رسوب‌الکتريکي؛ فولاد زنگ‌نزن؛ مقاومت به خوردگي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی